近年來,我們看到了世界各國都在努力探索外太空并希望尋找或者創(chuàng)建第2個人類棲息地,這其中月球無疑是目前首選的對象。目前中國、美國、俄羅斯和歐洲等國家都在探索如何利用3D打印技術(shù)在月球建造可以適合人類居住的基地。2020年中國航天局通過嫦娥5號成功從月球的南極取回土壤樣本,這讓在3D打印月球基地又往前邁了重要一步。
近日,澳大利亞混凝土3D打印機制造商Luyten宣布與悉尼新南威爾士大學(xué) (UNSW) 合作,計劃加快新型龍門式月球風(fēng)化層3D打印機的開發(fā)和測試。該系統(tǒng)旨在快速建造最大9m x 12m的月球基礎(chǔ)設(shè)施,并最終幫助澳大利亞實現(xiàn)在月球表面建立3D打印基地。
盡管這不是過去50年來我們第一次聽說的月球棲息地計劃,但感覺比以前更接近成為現(xiàn)實。據(jù)資源庫所知,月球基地的第一個概念可以追溯到1958年,當(dāng)時美國軍方設(shè)想在地球的天然衛(wèi)星上建立一個統(tǒng)一的太空指揮中心。幾十年后,我們?yōu)閷崿F(xiàn)這一計劃還需要做哪些準(zhǔn)備工作?或者說應(yīng)該具備哪些基本條件呢?我們一起來看看這家澳大利亞的初創(chuàng)企業(yè)Luyten有什么詳細(xì)計劃。
為了完成這項任務(wù),Luyten正在設(shè)計一種采用輕質(zhì)復(fù)合材料建造的足夠輕便且緊湊堅固的龍門式打印機 - Platypus Galacticus,理論上是太空運輸?shù)睦硐脒x擇。據(jù)該公司稱,這款混泥土3D打印機將配備先進(jìn)的軟件,并使用一種稱為 Luyten Turisops 的專有擠壓機制。該團隊預(yù)計它將生產(chǎn)高度高達(dá)9米和12 米的結(jié)構(gòu),以及高達(dá)1米更小的復(fù)雜幾何形狀。
新打印機只是Project Meeka月球計劃的一部分,還需要考慮打印材料和建造的設(shè)計類型。為了在月球上工作,首先配備探地雷達(dá)的首批漫游車將評估該位置的結(jié)構(gòu)能力是否適合進(jìn)行就地開展3D打印。
其他具有超聲波功能和挖掘能力的漫游車將開始收集月球風(fēng)化層,然后從風(fēng)化層中獲取建筑材料,為了驗證其機械特性,挖掘車會將整理好的月球塵埃放入在風(fēng)化層分選庫中,在那里將使用集中微波將其燒結(jié)成可打印的形式。然后,變形機器人將首先在建筑工地建造外殼結(jié)構(gòu)。這些信息可以幫助根據(jù)每個建筑工地確定的材料特性確定棲息地設(shè)計,從而幫助創(chuàng)建定制結(jié)構(gòu)。
“有了計算設(shè)計,人們就有了一種為月球棲息地設(shè)計保護(hù)殼的方法——首先考慮人類棲息地的要求。計算設(shè)計允許將關(guān)于如何保護(hù)人類免受太陽和宇宙輻射的科學(xué)知識輸入到軟件腳本中,該腳本生成一個具有所需 80 多厘米固體材料的庇護(hù)所,同時優(yōu)化打印過程的結(jié)構(gòu),”該項目的負(fù)責(zé)人之一、新南威爾士大學(xué)計算設(shè)計和人工智能 (AI) 副教授 Haeusler 透露。
一旦獲了可3D打印的材料,Platypus Galacticus將開始在壓實的月球表面進(jìn)行打印,其豐富的風(fēng)化土將成為打印結(jié)構(gòu)的主要建筑材料。以上就是Luyten正在做的嘗試和探索,然而,就目前而言,我們對月球3D打印的可能性還沒有太多的把握。
在月球上建造任何東西,無論是其棲息地還是道路,都將與地球上的任何傳統(tǒng)建筑大不相同。就算打印房子的3D打印機可以設(shè)計出來,但是目前尚不清楚在月球和其他行星體上發(fā)現(xiàn)的任何材料和巖石在多大程度上可以經(jīng)濟地轉(zhuǎn)化并用作3D打印原料,材料才是目前最大的阻力,所以月球或其他行星的殖民化還是一條很漫長的道路。
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